सुरक्षिततेच्या बाबतीत सॉलिड स्टेट बॅटरी लिथियम आयन बॅटरीची तुलना कशी करतात?

चार्ज करताना आपण आपल्या फोनवर जास्त तापल्यास किंवा विस्फोट करण्याबद्दल कधीही चिंता केली आहे? बॅटरीच्या समस्येमुळे ड्रोनने आग लागल्याच्या बातम्या पाहिल्यानंतर आपल्याला बॅटरीच्या सुरक्षिततेबद्दल काळजी वाटते का? उपलब्ध विविध प्रकारच्या बॅटरीपैकी,सॉलिड स्टेट बॅटरी आणि लिथियम आयन बॅटरीबर्‍याचदा तुलना केली जाते. कोणता सुरक्षित आहे?

हा प्रश्न शोधण्यासाठी, आम्हाला बॅटरीच्या मुख्य घटकांसह प्रारंभ करणे आवश्यक आहे.

1. इलेक्ट्रोलाइट: सुरक्षिततेसाठी संरक्षणाची पहिली ओळ

लिथियम-आयन बॅटरी सामान्यत: सेंद्रिय द्रव इलेक्ट्रोलाइट्स वापरतात, ज्यात विशिष्ट प्रमाणात ज्वलनशीलता असते. जेव्हा बॅटरीला यांत्रिक प्रभाव, ओव्हरचार्जिंग किंवा उच्च तापमानाच्या अधीन केले जाते, तेव्हा अंतर्गत शॉर्ट सर्किट्स उद्भवू शकतात, ज्यामुळे तापमानात वेगाने वाढ होते. लिक्विड इलेक्ट्रोलाइट ज्वलनशील वायू विघटित होऊ शकते आणि सोडू शकते, ज्यामुळे दहन किंवा स्फोट होऊ शकतात, त्यापैकी बरेच द्रव इलेक्ट्रोलाइटच्या अस्थिरतेशी संबंधित आहेत.

याउलट, अर्ध-सॉलिड-स्टेट-बॅटरी सिरेमिक्स किंवा पॉलिमर सारख्या घन इलेक्ट्रोलाइट्स वापरा, जे उत्कृष्ट रासायनिक स्थिरता आणि न्यूनता नसलेले प्रदर्शन करतात. अगदी अत्यंत परिस्थितीतही, घन इलेक्ट्रोलाइट्स विघटित होण्याची किंवा गळतीची शक्यता नाही, ज्यामुळे आग किंवा स्फोट होण्याचा धोका कमी होतो. सल्फाइड सॉलिड इलेक्ट्रोलाइट्सचा इग्निशन पॉईंट 500 डिग्री सेल्सियसपेक्षा जास्त असतो, तर ऑक्साईड इलेक्ट्रोलाइट्स 800 डिग्री सेल्सिअस तापमानात देखील स्थिर राहतात.

रचनात्मकदृष्ट्या, लिथियम आयन बॅटरीमधील इलेक्ट्रोड्स जवळून अंतर आहेत, ज्यामुळे ते डेंड्राइट वाढीस प्रवृत्त करतात. चार्जिंग आणि डिस्चार्जिंग दरम्यान इलेक्ट्रोड पृष्ठभागावर लिथियम आयनच्या असमान जमा करून डेन्ड्राइट्स वृक्षासारखे स्फटिक आहेत. 

ते अंतर्गत शॉर्ट सर्किट्स आणि सुरक्षिततेच्या घटना घडवून आणू शकतात. याउलट, सॉलिड-स्टेट बॅटरीमधील सॉलिड इलेक्ट्रोलाइट्समध्ये उच्च यांत्रिक सामर्थ्य असते, ज्यामुळे डेन्ड्राइट वाढ आणि प्रवेश प्रभावीपणे दडपते, ज्यामुळे बॅटरीची सुरक्षा वाढते.

2. अत्यंत वातावरणात जगण्याची स्पर्धा

-20 डिग्री सेल्सिअस तापमानात, लिथियम -आयन बॅटरीमधील द्रव इलेक्ट्रोलाइट चिपचिपा बनते, ज्यामुळे आयन चालकता कार्यक्षमतेत तीव्र थेंब होते. हे केवळ बॅटरीचे आयुष्यच कमी करत नाही तर असमान चार्जिंग आणि डिस्चार्जिंगमुळे डेंड्राइट वाढ देखील वाढवू शकते. याउलट,सॉलिड-स्टेट बॅटरीसल्फाइड इलेक्ट्रोलाइट्स वापरणे त्यांच्या क्षमतेच्या 70% पेक्षा जास्त -40 डिग्री सेल्सिअस तापमानात राखू शकते आणि कमी तापमानात डेन्ड्राइट वाढीचा दर लिथियम-आयन बॅटरीपेक्षा फक्त एक-पाचवा आहे.

उच्च-तापमान वातावरणात हे अंतर आणखी स्पष्ट होते. जेव्हा सभोवतालचे तापमान 45 डिग्री सेल्सिअस पर्यंत पोहोचते, तेव्हा लिथियम-आयन बॅटरीमध्ये सुरक्षितता राखण्यासाठी शीतकरण प्रणालीची आवश्यकता असते, तर सॉलिड-स्टेट बॅटरी, सतत चार्जिंग आणि 60 डिग्री सेल्सिअस तापमानात डिस्चार्जिंगच्या 500 चक्रानंतर खोलीच्या तपमानाच्या परिस्थितीच्या तुलनेत क्षमता कमी होण्यामध्ये केवळ 3% वाढ दर्शवते.

3. व्यापारीकरण प्रक्रियेत सुरक्षिततेचे संतुलन

तथापि, सॉलिड स्टेट बॅटरीमध्ये सध्या काही आव्हानांचा सामना करावा लागतो.

उदाहरणार्थ, त्यांचे उत्पादन खर्च तुलनेने जास्त आहेत आणि उत्पादन प्रक्रिया अधिक जटिल आहे, जी काही प्रमाणात त्यांच्या मोठ्या प्रमाणात अनुप्रयोगास मर्यादित करते. दुसरीकडे लिथियम-आयन बॅटरीमध्ये तुलनेने परिपक्व तंत्रज्ञान आणि कमी खर्चासह अनेक वर्षे विकास झाला आहे, ज्यामुळे ते बाजारात प्रबळ होते.

जरी सॉलिड-स्टेट बॅटरी सैद्धांतिकदृष्ट्या उत्कृष्ट सुरक्षा देतात, तरीही त्यांना या टप्प्यावर व्यावहारिक आव्हाने सोडविणे आवश्यक आहे.

ऑल-सॉलिड-स्टेट बॅटरीच्या इंटरफेस प्रतिबाधा समस्येचे अद्याप निराकरण झाले नाही आणि काही उत्पादकांनी ““ स्वीकारले ”अर्ध-सॉलिड-स्टेट”संक्रमणकालीन द्रावण - चालकता वाढविण्यासाठी कमी प्रमाणात द्रव इलेक्ट्रोलाइटचे प्रमाण कमी करणे.

बॅटरी निवडणे हे मूलत: सुरक्षिततेचे तत्वज्ञान निवडत आहे: लिथियम-आयन बॅटरी प्रेसिजन स्विस आर्मी चाकूसारखे असतात, जटिल संरक्षणात्मक उपायांद्वारे नियंत्रित करण्यायोग्य सुरक्षा साध्य करतात; सॉलिड-स्टेट बॅटरी एक सॉलिड रॉक सारखी असतात, मूळतः स्थिर आणि जोखमीस प्रतिरोधक असतात.

एकंदरीत, सुरक्षिततेच्या बाबतीत, सॉलिड-स्टेट-बॅटरी त्यांच्या सॉलिड-स्टेट इलेक्ट्रोलाइट्स आणि उत्कृष्ट स्ट्रक्चरल डिझाइनच्या वैशिष्ट्यांमुळे लिथियम-आयन बॅटरीचा खरोखर फायदा आहे. तंत्रज्ञान जसजसे पुढे जात आहे तसतसे सॉलिड-स्टेट बॅटरीची किंमत हळूहळू कमी होण्याची अपेक्षा आहे आणि अखेरीस ते आपल्या जीवनासाठी सुरक्षित उर्जा समाधान प्रदान करणारे अधिक अनुप्रयोगांमध्ये लिथियम-आयन बॅटरीची जागा घेऊ शकतात.  

याबद्दल अधिक जाणून घेण्यासाठी सॉलिड-स्टेट-बॅटरी किंवा आपल्या विशिष्ट आवश्यकतांसाठी पर्याय एक्सप्लोर करा? झे येथील आमची टीम मदत करण्यासाठी येथे आहे.

आम्ही अत्याधुनिक बॅटरी तंत्रज्ञानामध्ये तज्ञ आहोत आणि आपल्या अनुप्रयोगासाठी योग्य समाधान निवडण्यासाठी तज्ञ मार्गदर्शन प्रदान करू.

येथे आमच्यापर्यंत पोहोचण्यास अजिबात संकोच करू नका कोको@zypower.com अधिक माहितीसाठी किंवा आपल्या आवश्यकतांबद्दल चर्चा करण्यासाठी. चला एकत्र भविष्यात शक्ती करूया!